JP3968226B2 - 発光ユニット用ジョイント基板 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ユニットおよびその組み合わせ構造体並びに発光ユニットを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ファッションや嗜好が多様化しつつあるが、それと基を一にして、動産や不動産など各種有形物のデザインの多様化が図られつつある。照明装置においても、デザインの多様化は例外ではなく、これまでの形状にとらわれない魅力的な、また、機能的なデザインを有したものが提案されつつある。
【０００３】
例えば、特開平２０００−２６９５４９号公報では、面状の発光体を組み合わせて多角筒状をした照明装置を提案する。この照明装置によれば、発光面を内側に設けると、照明装置内部に置いた被照明物を周囲から均一に照明することができるし、発光面を外側に設けると、角筒型の光源として用いることができる。その上、この照明装置は、組み合わせる発光体の数を変更することで、何種類もの角数の筒状体を作り出すことができ、設置場所にあわせて適宜の多角筒形状と成しうるものである。
【０００４】
照明装置の他の例として、ＩＮＳＴＡ社発行の「ＬightＥmittingＤiode‐Ｔechnik」には、面状の発光基体から打ち抜いて任意の形状をした照明装置を得る技術を開示している。この技術は、発光基体を、同一形状の発光ユニット多数をハニカム状に連結した構成としたもので、打ち抜きは、発光ユニット単位で行うことができる。この照明装置においても、設置場所、使用場所に応じて任意の形状とすることができるもので、デザインの多様化の要請を満たすものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特開平２０００−２６９５４９号公報の技術は、筒状以外の任意の形状に組み立てることができず、この点で形状の自由度に限界があるものであるし、ＩＮＳＴＡ社の技術は、平面型の照明装置に限られ、やはり、形状の自由度が低いものである。その上、発光ユニット単位に打ち抜いて構成するものであるので、各照明装置ごとに、発光ユニットの配列形態に応じた配線を設計しなければならず、設計作業に手間がかかるものである。
【０００６】
本発明は、上記諸点に鑑み、平面形状でも、立体形状でも任意の形状に組み立てることのできる上、配線も簡単に行うことのできる斬新な発光ユニットならびに照明装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る発光ユニットは、一方面に発光体を含む平板状の円または楕円形体の外縁に、電極端子列が少なくとも３組離間して配設されていると共に、前記各組の電極端子が配線路を介して発光体に接続されていることを特徴としている。
【０００８】
このような構成により、複数の発光ユニットを電極端子同士で接続することで、発光ユニットの配列形態に関係なく、発光体を接続することができる。
さらに、前記発光体は、発光色の異なった発光素子が複数、円または楕円形体上に緻密に点在された構成であり、前記配線路は、各色の発光素子を各色毎に直列に接続し、かつ、その直列回路の低電位側もしくは高電位側線路を共通とする接続線路であり、前記各電極端子列は、前記共通線路と接続される共通電極端子と、各色の発光素子直列回路の残りの端子と接続される各色電極端子との組み合わせからなることを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、円または楕円形体の１の電極端子列の共通電極端子と各色電極にのみ給電することで、各色の発光素子を発光させることができる。
ここで、前記各電極端子列は、共通電極端子、各色電極端子をそれぞれ１対有しており、共通電極端子を中央にして、他の電極端子を両端に向けて対称的に配され、前記各電極端子列設置部位の円または楕円形体縁部は、凹部と凸部が交互に形成されていて、それぞれの部に共通電極端子と各色電極端子が分散配置される。
【００１０】
これにより、複数の発光ユニットにおける各辺の凹部と凸部を嵌合させると、各発光ユニットの共通電極端子、各色電極同士が突き合わさる。
また、本発明に係る照明装置は、前記発光ユニットと同一の形状をし、周囲に少なくとも３組の電極端子列が互いに離間して配され、各電極端子列の対応する電極端子が相互に接続されて、外部電源に接続される給電体ユニットをさらに備え、前記円もしくは楕円形体の発光ユニットの複数枚と、前記給電体ユニット一枚とを用い、各発光ユニットの各電極端子列部位に他の発光ユニットの電極端子列部位および/または給電体ユニットの電極端子列部位が突き合わされて、全体で多面体構造に組み立てられ、発光ユニット同士の突き合わせ部位において対向する電極端子同士が接続され、給電体ユニットに対して各発光ユニットが電気的に並列接続されている構成を特徴としている。
【００１１】
このような構成とすることで、給電体ユニットと発光ユニットの２種類のユニットによって、様々な立体形状の照明装置を実現することができる。
ここで、前記発光ユニット同士は、一方の発光ユニットの電極端子と他方の発光ユニットの電極端子とを半田付けすることにより接合してもよいし、発光ユニットの電極端子と接続される接続電極を有しているジョイント部材を用いて接合してもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る発光ユニットの実施の形態を図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施の形態＞
（発光ユニットの構成）
図１は、発光ユニット１の分解斜視図であり、図２は、その概略断面図を示す。
【００１３】
図１に示すように、発光ユニット１は、それぞれ平面視円形をした放熱板２と、発光基板３と、樹脂膜４とからなる。
発光基板３は、ポリイミド樹脂性の多層フレキシブル基板３０と、当該基板３０上に実装された赤、緑、青色の発光ダイオードベアチップ（以下、「ＬＥＤチップ」と言う。）ＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋと、フレキシブル基板３０の外縁に、例えば、等間隔に設けられた４組の給電部３１〜３４とからなる。各色のＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋは各色毎に直列に接続されている。直列接続されたＬＥＤチップをチップ列というと、チップ列の両端のＬＥＤチップＬＲ１、ＬＲｎ、ＬＧ１、ＬＧｍ、ＬＢ１、ＬＢｋの解放側端子Ｒo、Ｇo、Ｂo、Ｒｎ、Ｇｍ、Ｂｋ（図３に示し、以下、この端子を給電端子という。）は、各給電部３１〜３４に対して、フレキシブル基板３０の背面側に設けられた配線路によって接続されている。接続の態様は、図３に示されるように各給電部３１〜３４のいずれから給電しても、赤、緑、青いずれかのＬＥＤチップ列のＬＥＤが発光するように、各給電部３１〜３４がＬＥＤチップ列に対して直列接続されている。なお、本明細書において、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｅという文字を含む符号で示す部材があるが、Ｒは赤色ＬＥＤへの給電に関係していることを意味し、Ｇ、Ｂはそれぞれ緑色、青色ＬＥＤチップへの給電に関係していることを意味する。さらに、Ｅは赤、緑、青色ＬＥＤの全てに共通した給電に関係していることを意味している。
【００１４】
赤、緑、青各色のＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋは、フレキシブル基板３０上に、例えば赤色、緑色、青色という順番で、規則的に配列されている。一枚のフレキシブル基板３０表面に搭載されるＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋの個数は、発光ユニット１の大きさや要求される照度などに応じて適宜設定される。しかし、実質的に面発光と認められる程度に緻密に配置されている。また、赤、緑、青各色のＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋの個数は、同数（ｎ＝ｍ＝ｋ）であるか否か（ｎ≠ｍ≠ｋ）は問わない。
【００１５】
次に、給電部３１は、赤、緑、青各色毎のチップ列と接続される赤、緑、青各色の電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…と共通の電極端子Ｅ１１…をそれぞれ２個ずつ備えた８個の電極端子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｅ１１、Ｅ１２を備えている。給電部３１には、図５（ａ）にみられるように、凹部と凸部が交互に４組形成されており、８個の電極端子が各凹部と凸部に、発光基板３の外周において反時計方向に、Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１、Ｅ１２、Ｂ１２、Ｇ１２、Ｒ１２の順に配設されている。また、Ｒ１１とＲ１２、Ｇ１１とＧ１２、Ｂ１１とＢ１２の同じ種類の電極端子を、電極端子Ｅ１１、Ｅ１２を挟んで左右対称に配設し、かつ、各給電部に２個ずつ備えられている赤、緑、青各色と共通の電極端子がそれぞれ凹部と凸部に設けられている。係る構成により、２個の発光ユニットの給電部３１同士の接続を後述するように容易にすることができる。残りの給電部３２〜３４も給電部３１と同様な順序で各電極端子が配列されている。
【００１６】
樹脂膜４は、透光性のエポキシ樹脂などで形成され、その表面にはフレネルレンズ４１が形成され、図２に示すように、内部にはアルミナ微粒子４２が散在させてある。このような構成にすることで、アルミナ微粒子４２によってＬＥＤチップからの発光が均一に拡散されると共に、赤、緑、青各色が樹脂膜４内で混色され、混色後の光がフレネルレンズ４１によって指向性をもたせて外部に放出される。前記アルミナ微粒子４２は上記混色作用の他に、ＬＥＤチップの発熱を前面に拡散して、樹脂膜４内から外部に効率よく放熱する作用を果す。
【００１７】
放熱板２は、発光基板３より発生する熱を外部に放熱するために、例えば表面を凹凸とした冷却効率の良いフィン構造をしており、熱硬化接着剤などで発光基板３の裏面に接着されている。
ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋと各電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…がそれぞれ配線路に接続される構造を、図２を用いて説明する。説明の便宜上、ＬＥＤチップおよび電極端子は各１個のみ示している。
【００１８】
同図に示すように、フレキシブル基板３０は、３層の基板Ｐ１〜Ｐ３で構成されており、各層の表面と最下位層Ｐ３の裏面に導体パターンが形成されている。
第１層の基板Ｐ１の表面には、ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋが実装される位置に電極層３７が設けられている。また、第１層の基板Ｐ１表面には、赤色ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎを直列に接続する配線路ＣＲが、第２層の基板Ｐ２表面には、緑色ＬＥＤチップＬＧ１〜ＬＧｍを直列に接続する配線路ＣＧが、第３層の基板Ｐ３表面には、青色ＬＥＤチップＬＢ１〜ＬＢｋを直列に接続する配線路ＣＢがそれぞれ形成され、さらに、第３層の基板Ｐ３裏面には、各色のＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋの直列回路の低電位側と接続する配線路ＣＥが形成されている。
【００１９】
図２は、各色のＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋのうち、最も低電位側のＬＥＤチップＬＲｎ、ＬＧｍ、ＬＢｋを示している。このＬＥＤチップの一端（低電位側）は、電極層３７を通じビアＶＥ１〜ＶＥ３により配線路ＣＥと接続されている。前記ＬＥＤチップの他方の端子は、ワイヤボンディング線ＷＲを通じ、もしくは、ワイヤボンディング線ＷＧ、ＷＢとビアＶＧ、ＶＢを通じて配線路ＣＲ、ＣＧ、ＣＢと接続されている。
【００２０】
フレキシブル基板３０の外縁に形成されている電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…はそれぞれ、赤、緑、青各色のＬＥＤチップの直列回路の高電位側の配線路ＣＲ、ＣＧ、ＣＢと接続され、電極端子Ｅ１１…は、配線路ＣＥと接続されている。
このように配線路とビアを備えたフレキシブル基板３０は、ビルドアップ法などによって形成することができる。ビルドアップ法では、ポリイミド層に銅箔を積層してエッチングなどで配線路を形成し、ポリイミド層にレーザー法などで穴（ビア）をあけて銅ペーストを充填し、配線層を積み上げていって形成される。
【００２１】
図３は、各層の基板Ｐ１〜Ｐ３に形成されている配線路ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＥを模式的に示した図である。各ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋと各電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…の配線形態を図３を用いて説明する。なお、図１、２と番号が同じものは、同じ構成であることを示している（以下の図面についても同様である。）。
【００２２】
図３（ａ）から理解できるように、ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋは、色毎に直列に接続してあり、各ＬＥＤチップ列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢの低電位側の給電端子Ｒｎ、Ｇｍ、Ｂｋはそれぞれ配線路ＣＥに接続されている。配線路ＣＥは、図２において最下層の基板Ｐ３にリング状に形成されており、上の層（図２に示している基板Ｐ１、Ｐ２）にも、配線路ＣＢ、ＣＧ、ＣＲがそれぞれリング状に形成されている。各ＬＥＤチップ列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢの高電位側の給電端子Ｒo、Ｇo、Ｂoはそれぞれ、給電端子Ｒoは配線路ＣＲと、給電端子Ｇoは配線路ＣＧと、給電端子Ｂoは配線路ＣＢと接続されている。なお、各ＬＥＤチップ列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢには、電流制限ダイオードを直列に挿入して、多量の電流が流れて生じる各ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋの損傷を防ぐのが望ましい。
【００２３】
給電部３１の８個の電極端子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｅ１１、Ｅ１２のうち、電極端子Ｒ１１、Ｒ１２は赤色ＬＥＤチップの直列回路の高電位側と、電極端子Ｇ１１、Ｇ１２は緑色ＬＥＤチップの直列回路の高電位側と、電極端子Ｂ１１、Ｂ１２は青色ＬＥＤチップの直列回路の高電位側と、電極端子Ｅ１１、Ｅ１２は各色ＬＥＤチップの直列回路の低電位側とそれぞれ接続されている。給電部３２〜３４の各電極端子Ｒ２１…、Ｇ２１…、Ｂ２１…、Ｅ２１…も給電部３１の電極端子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｅ１１、Ｅ１２と同様に該当する直列回路の高電位側もしくは全色共通の低電位側と接続されている。
【００２４】
上述したように、ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋは、色毎に直列に接続されているが、図３（ｂ）に示すように、直並列に接続してもよい。このように接続することにより、例えば、直列に接続されている配線３９が断線した場合は、その個所のＬＥＤチップＬ３９のみが発光しなくなり、また、ＬＥＤチップＬ４０が壊れた場合は、そのＬＥＤチップＬ４０だけが発光しなくなり、その他のＬＥＤチップには影響を与えないので、赤、青、緑色のいずれかが発光しなくなるのを防止することができる。
【００２５】
図４は、本実施の形態に使用しているＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎ、ＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋの構成図を示している。
赤色ＬＥＤチップＬＲ１〜ＬＲｎは、ＡlＩnＧaＰ系の化合物半導体で構成されており、図４（ａ）に示すように、導電性のＮ型ＧaＡs基板上にＡlＩnＧaＰ系のＮ型層、活性層、ＡlＩnＧaＰ系のＰ型層が積層されており、そのＰ型層側に高電位のアノード電極が設けられ、基板側に低電位のカソード電極が設けられている。
【００２６】
緑、青色ＬＥＤチップＬＧ１〜ＬＧｍ、ＬＢ１〜ＬＢｋは、ＡlＩnＧaＮ系の化合物半導体で構成されており、図４（ｂ）に示すように、絶縁性のサファイア基板上にＡlＩnＧaＮ系のＮ型層、活性層、ＡlＩnＧaＮ系のＰ型層が積層されており、そのＰ型層上に高電位のアノード電極が設けられ、Ｎ型層上に低電位のカソード電極が設けられている。
【００２７】
（発光ユニット同士の接続）
上述したような発光ユニット同士を接続することで、平面形状や立体形状に組み立てることができる。発光基板３に備えられた給電部同士を接続することによって、発光ユニット同士が接続されるので、給電部同士の接続方法を図５を用いて説明する。
【００２８】
図５（ａ）に示すように、発光基板５０、５１に形成されている凹凸部には、８個の電極端子がＲ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１、Ｅ１２、Ｂ１２、Ｇ１２、Ｒ１２の順に配設されており、発光基板５０、５１の対向する給電部同士の凹部と凸部を嵌合させると、図５（ｂ）のように、赤色の電極端子Ｒ１１とＲ１２同士、緑色の電極端子Ｇ１１とＧ１２同士、青色の電極端子Ｂ１１とＢ１２同士および共通の電極端子Ｅ１１とＥ１２同士がそれぞれ突き合わさる。突き合った電極端子部分をハンダなどで接続する。これによって、２つの発光基板５０、５１の各色のＬＥＤチップ列ＬＲ、ＬＧ、ＬＢはチップ列同士が互いに並列の関係で接続されることになる。そして、いずれか一方の発光基板５０、５１の空いている電極端子を通じて給電すれば、全てのＬＥＤチップが給電され、発光する。この場合、給電電圧は一枚の発光ユニットのＬＥＤチップを発光するのに必要な電圧値で足りる。
【００２９】
（その他の給電部の構成および発光ユニット同士の接続）
フレキシブル基板３０に設けられた給電部３１〜３４の構成および発光ユニット同士の接続構造もしくは接続手段は、上述したものに限定されるわけではなく、例えば次のようにすることもできる。
（１）上述した図５に示す給電部では、フレキシブル基板の外縁の給電部に４組の凹凸を形成し、その凹凸部に所定の順に電極端子を配設したが、図６（ａ）に示すように、１組の凹凸を形成して所定の順に電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…を配設してもよい。
【００３０】
同図に示すように、フレキシブル基板３０の外縁の給電部には、下段部６１と上段部６２が形成されている。給電部６０は、７個の電極端子がフレキシブル基板３０の外周において反時計方向に、Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１、Ｂ１２、Ｇ１２、Ｒ１２の順に配設されている。
この場合、共通の電極端子Ｅ１１は下段部６１と上段部６２との段差部に跨って形成され、この電極端子Ｅ１１を挟んで左右対称に同じ種類の電極端子Ｒ１１とＲ１２、Ｇ１１とＧ１２、Ｂ１１とＢ１２がそれぞれ下段部６１と上段部６２に設けられる。
【００３１】
このような構成の発光基板同士を接続するには、発光基板６３、６４の対向する給電部同士のそれぞれ上段部と下段部を突き合わせると（図６（ｂ）参照）、図５（ｂ）で説明したように、同じ種類の電極端子Ｒ１１とＲ１２、Ｇ１１とＧ１２、Ｂ１１とＢ１２、Ｅ１１とＥ１１同士が突き合わさり、突き合った電極端子部分をハンダなどで接続する（図６（ｃ）参照）。
【００３２】
このような構成とすることで、図５に示す４組の凹凸部を嵌合させるよりも、１組の凹凸部を嵌合する方が容易にできるので、簡単かつ速く発光基板同士を接続することができる。
（２）上記（１）では、フレキシブル基板外縁の給電部に凹凸を形成し、接続する給電部同士の凹凸部を嵌合させて、発光ユニット同士を接続しているが、図７（ａ）に示すように、給電部には凹凸を形成せずに、図７（ｂ）に示すように、ジョイント部材であるジョイント基板７２を介して発光ユニット同士を接続してもよい。
【００３３】
図７（ａ）に示すように、フレキシブル基板３０外縁の給電部には、直線部７８が形成されている。給電部７０は、７個の電極端子がフレキシブル基板３０の直線部７８において反時計方向に、Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１、Ｂ１２、Ｇ１２、Ｒ１２の順に配設されている。各電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…には、図８（ａ）に示すように、バンプ８４、８５が形成されており、電極端子Ｅ１１…の中央部には窪み部７１（図７（ａ）参照）が形成されている。
【００３４】
ジョイント基板７２は、フレキシブル基板７３からなり、当該基板７３表面には、図７（ｂ）に示すように、給電部７０の各電極端子Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１、Ｂ１２、Ｇ１２、Ｒ１２に対応して、７個の電極端子がＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｅ１、Ｂ２、Ｇ２、Ｒ２の順で長辺の両端に配設されており、同じ種類の電極端子Ｒ１とＲ１、Ｇ１とＧ１、Ｂ１とＢ１、…同士が配線で接続されている。各電極端子Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｅ１、Ｂ２、Ｇ２、Ｒ２には、図８（ａ）に示すように、バンプ７６が形成されており、電極端子Ｅ１の中央部には突起部７４（図７（ｂ）参照）が形成されている。この突起部７４と給電部７０の電極端子Ｅ１１の窪み部７１とが嵌合されると、ジョイント基板７２と給電部７０の同じ種類の電極端子Ｒ１とＲ１１、Ｇ１とＧ１１、Ｂ１とＢ１１、…同士が突き合わさるようになっている。
【００３５】
このようなジョイント基板７２を用いた給電部同士の接続方法を図８を用いて説明する。
図８（ａ）に示すように、予め、２つの発光ユニット８０、８１とジョイント基板７２との位置あわせが決定されると、図８（ｂ）に示すように、ジョイント基板７２の電極端子７５表面に、エポキシ系の熱硬化接着剤（例えば、オムロン社製オムボンド）７７を塗布して、電極端子８２、８３と圧着する。これにより、バンプ７６とバンプ８４、８５とが押しつぶされて接合し、電極端子同士が接続される（図８（ｃ）参照）。
【００３６】
このようにジョイント基板を用いることにより、ハンダなどを使用する場合に比べて、電極端子同士を接続する手間が軽減される。
（３）上記（２）では、電極端子にバンプを形成し、ジョイント基板を介して接着剤を用いて電極端子同士を接続しているが、図９（ａ）に示すように、給電部とジョイント基板の電極端子９０、９１、９２をマルチロック（株式会社クラレの登録商標）のように形成し、嵌め込んで電極端子同士を接続してもよい（図９（ｂ）参照）。
【００３７】
電極端子９０、９１、９２は、表面がマッシュルーム形状の、ポリイミドなどの樹脂で形成されており、電極端子表面は、導電性の良い金属（例えば、金や銅など）でメッキされている。
このような形状とすることで、接着剤を使用せずに、電極端子同士を押し込んでかみ合わすという方式で接続されるので、着脱が自在にできる。
【００３８】
（４）既述した給電部では、赤、緑、青各色と共通の電極端子がそれぞれ２個ずつ備えられていたが、図１０（ａ）に示すように、電極端子の数を半減し、図１０（ｃ）に示すように、ジョイント基板１０３に工夫をして発光ユニット同士を接続してもよい。
図１０（ａ）に示すように、フレキシブル基板３０の外縁の給電部には、直線部１０５が形成されている。給電部１００は、種類の異なる４個の電極端子がフレキシブル基板３０の直線部１０５において反時計方向に、Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１の順に配設されている。
【００３９】
このように構成された発光基板同士を、仮にこれまでと同様に接続した場合には、発光基板１０１、１０２の対向する給電部同士は、図１０（ｂ）に示すように、種類の異なる電極端子Ｅ１１とＲ１１、Ｂ１１とＧ１１同士が突き合わさる。
そこで、ジョイント基板１０３は、図１０（ｃ）に示すように、基板表面１０４の長辺の一端部に電極端子をＥ、Ｂ、Ｇ、Ｒの順に、他端部に電極端子をＲ、Ｇ、Ｂ、Ｅの順に配設し、ビア（不図示）などで同じ種類の電極端子ＥとＥ、ＢとＢ、…同士を接続している。
【００４０】
このようなジョイント基板１０３を介在することで、発光基板１０１、１０２の同じ種類の電極端子Ｅ１１とＥ１１、Ｂ１１とＢ１１、…同士が接続される。これにより、給電部が４個の電極端子で構成されても、発光ユニット同士を接続することができるので、一枚の発光ユニットにおける電極端子の個数が減少され、これに伴って、電極端子と各配線路ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＥとを接続するための配線の数も減少される。
【００４１】
（５）上記（４）では、フレキシブル基板外縁の給電部の一方の面に電極端子が配設されているが、図１１（ａ）に示すように、フレキシブル基板３０の給電部の両面にそれぞれ電極端子を設けてもよい。
また、図１１（ａ）の、フレキシブル基板３０の所定部分は少し外方へ延出されており、当該延出部１１１に給電部１１２が設けられている。
【００４２】
給電部１１２は、種類の異なる４個の電極端子が延出部１１１の表面と裏面とでそれぞれ配列順が逆になるように配設されている。表面には４個の電極端子がＲ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１の順に配設され、裏面には４個の電極端子がＥ１２、Ｂ１２、Ｇ１２、Ｒ１２の順（表面側からみた場合の並びをいう。）に配設されており、同じ種類の電極端子Ｒ１１とＲ１２、Ｇ１１とＧ１２、…同士がビア（不図示）などで層間接続されている。
【００４３】
このような構成の発光基板同士を接続する場合、発光基板１１０、１１３の対向する給電部の表面の電極端子同士は、図１１（ｂ）に示すように、配列順が逆になっているので、発光基板１１０の表面の電極端子Ｒ１１、…と発光基板１１３の裏面の電極端子Ｒ１２…が同じ配列順（Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…）になる。これにより、発光基板１１０の表面の電極端子Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１、Ｅ１１に導電性の接着剤などを塗布し、発光基板１１３の裏面の電極端子Ｒ１２…と接着することで、同じ種類の電極端子Ｒ１１とＲ１２、Ｇ１１とＧ１２、…同士が接続される。（図１１（ｃ）参照）。
【００４４】
このように、発光基板の給電部の両面に電極端子の配列順序が逆になるように配列することで、ジョイント基板などを介さずに発光ユニット同士を接続することができる。
＜第２の実施の形態＞
上記実施の形態では、発光ユニット単体の構成および発光ユニット同士の接続方法について述べてきたが、第２の実施の形態では、その発光ユニットを複数枚用いて、立体形状に組立てられてなる照明装置について説明する。
【００４５】
図１２（ａ）は、４個の給電部を備えた発光ユニットを複数枚組合わせて形成された照明装置１２０の斜視図である。
図１２に示すように、照明装置１２０は、４個の給電部を備えた５枚の発光ユニット（以下、「４電極ユニット」と言う。）１２１ａ〜ｅと、駆動回路を備えた電球型口金ユニット１２３とを接続して、立方体を形成し、この立方体を、例えば透明の球状カバー１２４で覆った構成である。各発光ユニット１２１ａ〜ｅの接続の仕方は、上述したいずれの方法を用いることもできる。
【００４６】
電球型口金ユニット１２３は、図１２（ｂ）に示すように、円形のフレキシブル基板１２５と、駆動回路１２６と、電球型の口金１２７とからなる。
フレキシブル基板１２５の外縁には、第１の実施の形態で述べた発光基板３に備えられている給電部３１〜３４と同様の、それぞれ８個の電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…で構成された給電部１２３１〜１２３４が等間隔に設けられており、電極端子Ｒ１１…同士、電極端子Ｇ１１…同士、電極端子Ｂ１１…同士および電極端子Ｅ１１…同士がそれぞれ同電位となるように接続されている。このような構成とすることで、フレキシブル基板１２５は、４電極ユニット１２１と接続することができ、フレキシブル基板１２５のいずれかの給電部から全ての発光ユニットに給電される。
【００４７】
電球型の口金１２７は、外部電源と接続して駆動回路１２６に電力を供給するようになっており、フレキシブル基板１２５の裏面に配設されている。
駆動回路１２６は、図１３に示すように、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換する電源回路１２８と、制御回路１２９とからなり、フレキシブル基板１２５の表面に実装されている。
【００４８】
制御回路１２９は、パルス幅変調回路１２９ａ、マイコン（Ｍicro Ｃomputer）１２９ｂおよびディップスイッチ１２９ｃなどからなる。
パルス幅変調回路１２９ａは、マイコン１２９ｂによって制御されており、赤、緑、青各色のＬＥＤチップＬＲ１…、ＬＧ１…、ＬＢ１…からの発光が安定するように、赤、緑、青各色のＬＥＤチップＬＲ１…、ＬＧ１…、ＬＢ１…に一定の電流値が流れるようにしている。すなわち、パルス幅変調回路１２９ａは、赤、緑、青各色のＬＥＤチップＬＲ１…、ＬＧ１…、ＬＢ１…がそれぞれ交互に点灯するように、８個の電極端子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｅ１１、Ｅ１２にパルスを送る。また、マイコン１２９ｂからの指示を受けて、パルス幅が変調するようになっている。パルス幅を変調することによって、赤、緑、青各色のＬＥＤチップＬＲ１…、ＬＧ１…、ＬＢ１…の輝度が変わり、多彩な色温度が得られる。なお、本実施の形態では、パルス周波数が４５ｋＨｚに設定されているので、目視では、赤、緑、青各色が同時に発光しているように見える。
【００４９】
マイコン１２９ｂ内には、色温度に応じたパルス幅条件が記憶されており、ディップスイッチ１２９ｃで色温度の条件を設定するようになっている。また、ディップスイッチ１２９ｃの変わりに、有線または無線の通信機能を備え、外部から操作できるようにすると、リモコンによって色温度を設定することができる。
立方体の組立手順を図１４、図１５を用いて説明する。
【００５０】
まず、立方体を平面状に展開すると、図１４に示すように、円形が６個で構成される。このように配列した４電極ユニットの形状が形成された型を形成する。次に、図１５（ａ）に示すように、４電極ユニット１５２を真空ピンセット１５６で吸着して、型１５０に形成された凹設部１５７に載置する。型１５０の凹設部に全ての４電極ユニット１５１、１５２、１５３が載置されると（図１５（ｂ））、それぞれの給電部同士が突き合わさり、給電部同士をハンダ１５４、１５５で接着する（図１５（ｃ）、（ｄ））。接続された発光ユニットの接合部分を折り曲げて組み立てると、図１２（ａ）に示すような立体形状の照明装置が形成される。
【００５１】
このように、平面状に給電部同士を接続してから、各発光ユニットの接合部を折り曲げることで多様な形状（立体形状など）に組み立てることができる。
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、図１２に示した第２の実施の形態の照明装置１２０と比較して、図１６に示すように、照明装置１６０は、球状カバー１２４が削除され、電球型口金ユニット１２３の代わりに電源ケーブル１６１付きの発光ユニットが備えられ、内部に風船が追加された構成となっている点が異なる。これ以外の構成は、図１２と同じであるので説明を省略する。
【００５２】
このような構成の照明装置１６０では、電源ケーブル１６１と外部電源の間に、上述した制御回路１２９を備えた装置が設けられている。電源ケーブル１６１は、給電部を構成している８個の電極端子Ｒ１１…、Ｇ１１…、Ｂ１１…、Ｅ１１…に対応して、４本の撚線からなり、１枚の発光ユニットの電極端子Ｒ１１、Ｒ１２、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｂ１１、Ｂ１２、Ｅ１１、Ｅ１２と接続されている。
【００５３】
照明装置１６０内部にある風船は、ヘリウムガスなどの軽いガスを充填した球状のもので、これにより、照明装置１６０が空中に浮くようになっている。
また、電力を供給するのに、外部電源の変わりにソーラーパネルを用いると、使用場所が限定されない。
なお、電源ケーブルを用いずに、直接ソーラーパネルを照明装置に備えてもよい。例えば、立方体の照明装置１６０に、表面がソーラーパネルで実装され裏面に充電器を設けた４電極ユニットを備えて、日中に充電しておけば、夜間、照明装置を点灯することができる。
【００５４】
＜変形例＞
以上、本発明に係る発光ユニットおよび照明装置を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記の実施の形態に限定されるものではなく、同一技術思想の範囲内での改変を含むことは勿論である。例えば次のような形態での本発明を実施することは可能である。
【００５５】
（１）上記第１の実施の形態では、平面視円形をした発光ユニットを示しているが、楕円形でもよい。
（２）第１の実施の形態において、発光ユニットの発光体として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いているが、これ以外に、例えばエレクトロルミネセンス（ＥＬ）を用いてもよい。この場合、ＥＬ自体を円形に形成し、周縁に電極を設けた基板上に貼着するという形態で実施する。勿論、発光ダイオードのように個数を多く設ける必要はなく、一個で足りる。
【００５６】
（３）第１の実施の形態では、給電部は、フレキシブル基板外縁に等間隔に配設しているが、各給電部同士が離間していればよい。また、給電部の数が４個の発光ユニットを示しているが、給電部の数は３個以上であればよい。
（４）第１の実施の形態では、ジョイント基板は、給電部における直線部が同じ長さの発光ユニット同士を接続するための構成をとっているが、直線部の長さが異なる発光ユニット同士でも接続することができるように、各発光ユニットに接続する端縁の長を異ならせた台形状としてもよい。
【００５７】
（５）上記第２の実施の形態においては、発光ユニットを複数枚用いて立体形状に組み立てているが、全ての発光ユニットを平面状に並べて給電部同士を接続すれば、平面的な照明装置を組み立てることができ、本発明がそのような形態での実施を含むのは勿論である。
（６）第２の実施の形態においては、立体形状として、４個の給電部を備えた発光ユニットを複数枚用いて立方体を形成したが、これに限定されるものではなく、３個以上の給電部を備えた、大きさの異なる円形や楕円形の発光ユニットを組合わせて、例えば、鼓のような形状なども形成することができる。
【００５８】
（７）第１の実施の形態では、赤、緑、青の３色のＬＥＤチップを用いたが、ＬＥＤチップの色と、用いる色の種類と数はこれに限定されず、例えば白色のみの１色でも、多色でもよい。１色とした場合には、多層基板とする必要はなく単層基板で足りる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る発光ユニットによれば、一方面に発光体を含む平板状の円または楕円形体の外縁に、電極端子列が少なくとも３組離間して配設されていると共に、前記各組の電極端子が配線路を介して発光体に接続されている構成としたので、次のような効果がある。
【００６０】
すなわち、円または楕円形体外縁に設けられた対応する電極端子列が全て相互に接続されているため、複数の発光ユニットを準備し、各発光ユニットを電極端子同士で接続することによって、発光ユニットの配列形態に関係なく、各発光ユニットの発光体を並列の関係で接続し得て、１の発光ユニットへの給電で、全発光ユニットを点灯することができる。その上、発光ユニット同士は、平面形状でも、立体形状でも任意の形状を容易に組み立てることができ、組み立て形状の自由度が高い。
【００６１】
次に、本発明に係る照明装置によれば、前記発光ユニットと同一の形状をし、周囲に少なくとも３組の電極端子列が互いに離間して配され、各電極端子列の対応する電極端子が相互に接続されて、外部電源に接続される給電体ユニットをさらに備え、前記円もしくは楕円形体の発光ユニットの複数枚と、前記給電体ユニット一枚とを用い、各発光ユニットの各電極端子列部位に他の発光ユニットの電極端子列部位および/または給電体ユニットの電極端子列部位が突き合わされて、全体で多面体構造に組み立てられ、発光ユニット同士の突き合わせ部位において対向する電極端子同士が接続され、給電体ユニットに対して各発光ユニットが電気的に並列接続されている構成を特徴としている。この構成によれば、給電体ユニットと発光ユニットの２種類のユニットで、立体的な照明装置が実現するし、組み立てと同時に各ユニットの電気的接続も行え、組み立ての作業工数が少ないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における発光ユニットの分解斜視図である。
【図２】上記発光ユニットの概略断面図である。
【図３】（ａ）は上記発光ユニットにおける配線形態を示す図であり、（ｂ）はその他の実施可能な結線方法を示している。
【図４】（ａ）は上記発光ユニットにおける赤色の発光ダイオードの構成図であり、（ｂ）は緑、青色の発光ダイオードの構成図である。
【図５】上記発光ユニットにおける給電部の構成と発光ユニット同士を接続する方法を示す図である。
【図６】上記発光ユニットにおける給電部の変形例の構成と発光ユニット同士を接続する方法を示す図である。
【図７】（ａ）は上記発光ユニットにおける給電部の変形例の構成図であり、（ｂ）は当該発光ユニット同士を接続するジョイント基板の構成図である。
【図８】上記ジョイント基板を介して発光ユニット同士を接続する方法を示す図である。
【図９】上記ジョイント基板の電極端子をマルチロック（株式会社クラレの登録商標）のように形成した変形例の構成および当該基板を介して発光ユニット同士を接続する方法を示す図である。
【図１０】（ａ）は上記発光ユニットにおける給電部の電極端子を半減した変形例の構成図であり、（ｂ）、（ｃ）は当該発光ユニット同士を接続するジョイント基板の構成を示す図である。
【図１１】（ａ）は上記発光ユニットにおける給電部の電極端子を両面に配設した変形例の構成図であり、（ｂ）、（ｃ）は当該発光ユニット同士を接続する方法を示す図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第２の実施の形態における発光ユニットを複数枚用いて組立てられた立方体の照明装置の概略斜視図であり、（ｂ）は当該照明装置における電球型口金ユニットの概略斜視図である。
【図１３】上記電球型口金ユニットの駆動回路のブロック図である。
【図１４】上記照明装置を平面展開した図である。
【図１５】上記照明装置の組立手順を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態における電源ケーブルを給電手段とし空中に浮かぶようにヘリウムガスなどが充填された照明装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
１ 発光ユニット
２ 放熱板
３ 発光基板
４ 樹脂膜
３０ フレキシブル基板
３１〜３４ 給電部
３７ 電極層
４１ フレネルレンズ
４２ アルミナ微粒子
７２、１０３ ジョイント基板
１２０、１６０ 照明装置
１２１ ４電極ユニット
１２３ 電球型口金ユニット
１２４ 球状カバー
１２６ 駆動回路
１２８ 電源回路
１２９ 制御回路
１６１ 電源ケーブル
ＬＲ１〜ＬＲｎ 赤色ＬＥＤチップ
ＬＧ１〜ＬＧｍ 緑色ＬＥＤチップ
ＬＢ１〜ＬＢｋ 青色ＬＥＤチップ
ＣＲ、ＣＧ、ＣＢ、ＣＥ 配線路

Claims (2)

  1. 一方面に発光体を含む平板状の円または楕円形体の外縁に、電極端子列が少なくとも３組離間して配設されていると共に、前記各組の電極端子が配線路を介して発光体に接続されてなる複数の発光ユニット間を電気的に接続させ、且つ各発光ユニットが脱着自在に機械的に接続する発光ユニット用ジョイント基板であって、
    前記ジョイント基板の１辺が少なくとも前記発光ユニットの電極端子列の一組が配設された長さより長い１辺を長辺とする方形形状の基板であって、
    フレキシブル基板で形成された基板の長辺の両端表面には２つの発光ユニットを突き合わせた状態において、突き合わせ部上の各電極端子に１対１の関係で接触する電極端子列となる接触電極が形成されていることを特徴とする発光ユニット用ジョイント基板。
  2. 基板のふたつの長辺の両端表面に形成されたそれぞれの一組の電極端子列が互いに同一の電極端子の配列であるか、もしくは互いに逆順序の電極端子の配列であることを特徴とする請求項１記載の発光ユニット用ジョイント基板。
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